Investigação da biossíntese de toxinas produzidas por cepas de cianobactérias / Investigation on the cyanobacterial strains toxins biossinthesys

A demanda crescente de água doce de boa qualidade são problemas atuais e mundiais, além do descaso com os dejetos lançados nos ambientes aquáticos que comprometem a qualidade dos recursos hídricos. Um dos parâmetros que atesta a potabilidade da água é a presença de cianobactérias e cianotoxinas. Cianobactérias são microrganismos procariontes aeróbicos fotoautróficos que sintetizam as cianotoxinas. Estes compostos podem ser classificados de acordo com seus mecanismos de ação em hepatotóxicos, neurotóxicos e dermatotóxicos. Por sua diversidade, representam diferentes riscos não só ao ecossistema e a outros organismos dos ambientes aquáticos, como também aos seres humanos. Esse projeto visou o isolamento e cultivo de cepas de cianobactérias produtoras de toxinas para a investigação da biossíntese desses compostos. Com este intuito, foram realizadas coletas de água em três reservatórios no estado de São Paulo e um no Paraná. Cepas de cianobactérais foram isoladas, identificadas e analisadas quanto à produção de toxinas. Uma cepa de Microcystis aeruginosa (LTPNA 02) produtora de microcistinas (MC-LR, MC-RR, MC-YR, MC-LF, MC-LW e desm-MC-LR e desm- MC-RR) foi escolhida para ser estudada frente diferentes condições de cultivo e ter o seu crescimento, produção de toxinas e expressão gênica estudados. Foram utilizados os meios de cultura já referidos na literatura: ASM-1 (N:P=1, 10 e 20), MLA (N:P=10), Bold 3N (N:P=16) e BG-11 (N:P=10 e 100). Para acompanhar o crescimento, dois métodos foram utilizados: contagem de células e espectrofotometria. As toxinas foram quantificadas por LC-MS - QTrap. A análise da expressão gênica foi realizada por reação de PCR em tempo real pelo método de quantificação relativa ΔΔCt. Foi observada diferença no crescimento da cepa estudada nos diferentes meios de cultivo empregados. A contagem das células permitiu a identificação das fases logarítmica e total de crescimento. Durante a fase logarítmica, três experimentos demonstraram...

There is a great concern these days about potable and good quality water due to the increase of the population needs and also to the arising problems with contamination caused by anthropogenic sources. The presence of cyanobacteria and cyanotoxins are some parameters that attest water potability. Cyanobacteria are prokaryotic aerobic photoautotrophic microorganisms that may synthesize cyanotoxins. These compounds can be classified as hepatotoxic, neurotoxic and dermatotoxic according to their action mechanisms. Because of their diversity, they may represent different risks, not only to their ecosystem and other aquatic living organisms, but also to human beings. The aim of this project was the isolation and cultivation of cyanotoxin-producing cyanobacteria for further investigation on the biosynthesis of these compounds. Water samples from three different reservoirs in São Paulo state and one in Paraná state were collected in order to isolate cyanobacteria strains and accomplish their identification and to evaluate the toxin production. The Microcystis aeruginosa (LTPNA 02) microcystin producer strain (MCLR, MC-RR, MC-YR, MC-LF, MC-LW, desm-MC-LR and desm-MC-RR) was chosen to be grown in different cultivation conditions and later analyzed for its growth rate, toxin production and gene expression. All culture media used in this research were chosen according to the literature: ASM-1 (N:P=1, 10 and 20), MLA (N:P=10), Bold 3N (N:P=16) and BG-11 (N:P=10 and 100). To evaluate growth rate, two techniques were used: cell counting and absorbance determination in two different wavelengths (680 nm and 750 nm). Toxins were quantified by LC-MS in a hybrid triple-quadrupole instrument (Qtrap). Gene expression was assessed by real time PCR, using the ΔΔCt relative quantification method. Cell counting allowed total growth and logarithmic phase identification. During the last, three experiments showed statistical difference from control group (p<0,05). Four experiments...

Proliferaciones algales nocivas de cianobacterias (Oscillatoriaceae) y dinoflagelados (Gymnodiniaceae) en el Golfo de Nicoya, Costa Rica / Harmful blooms of cyanobacteria (Oscillatoriaceae) and dinoflagellates (Gymnodiniaceae) in the Golfo de Nicoya, Costa Rica

Recently, the Pacific coast of Costa Rica has experienced an increase in both magnitude and frequency of harmful algae blooms (HAB). The lack of data regarding the dynamics of these events in the area, and the species of microalgae that produce them, are themes of great interest. The blooms have produced negative impacts on fishery resources and on human health in Costa Rica. In May 2002 a HAB left a large number of dead fish along the central Pacific coast. Water samples were collected using a phytoplankton net and fixed for subsequent processing by electron microscopy. In addition, a one liter sample of surface water was taken for later cell count. In the observed HAB, the dominating organisms found were the cyanobacteria Trichodesmiun erythraeum surrounded by high concentrations of Gram - bacteria and the dinoflagellate Cochlodinium cf. polykrikoides. T. erythraeum, is one of the most important N 2 fixing cyanobacteria in marine waters that has been associated with HAB events in diverse parts of the world as well as with symptoms that produce contact dermatitis and other discomforts. C. cf. polykrikoides is a dinoflagellete associated with fish kills; although the type of associated toxins are unknown. In a national newspaper 17 cases of intoxication in humans were reported during this same period, which presented respiratory disorders and burning of the eyes. This is the first report in Costa Rica where a cyanobacteria and a dinoflagellate were observed together producing HAB

Recientemente, la costa del Pacífico de Costa Rica ha experimentado un aumento en magnitud y frecuencia de proliferaciones algales nocivas (PAN). La falta de datos con respecto a la dinámica de estos eventos en el área, y las especies de microalgas que los producen, son temas de mucho interés. Las PAN han producido impactos negativos en los recursos pesqueros y en la salud humana en Costa Rica. En mayo de 2002, una PAN se observó frente a las playas a lo largo del Pacífico central; además, se observó un gran número y diversidad de peces muertos. Las muestras de agua fueron recolectadas usando una red de fitoplancton y se fijaron para ser procesadas posteriormente con microscopía electrónica. Asimismo, se tomó un litro de muestra de la superficie para su posterior conteo celular. En la PAN observada, los organismos dominantes fueron la cianobacteria Trichodesmiun erythraeum, rodeada por altas concentraciones de bacterias Gram -, y el dinoflagelado Cochlodinium cf. polykrikoides. T. erythraeum, es una de las principales cianobacterias fijadoras de N2 atmosférico en aguas marinas, y se ha asociado con los eventos PAN en diversas partes del mundo, produciendo síntomas como dermatitis por contacto con la brisa marina y otras afecciones. C. cf. polykrikoides es un dinoflagelado asociado con mortalidad de peces; aunque el tipo de toxinas asociadas aún es desconocido. En un periódico nacional se reportaron 17 casos de intoxicación en humanos durante este mismo periodo de PAN, los afectados presentaron desórdenes respiratorios e irritación en los ojos. Éste es el primer informe en Costa Rica dónde se observaron cianobacterias y dinoflagelados juntos produciendo PAN. Este tipo de fenómenos debe analizarse y debe documentarse, para habilitar una comprensión en la dinámica y los factores asociados con el aumento de estos eventos en el Pacífico costarricense